物理:5.2 《质点在平面内的运动》随堂学案(新人教版必修2)
物理:5.2 《质点在平面内的运动》随堂学案(新人教版必修2)第3页

【思路分析】小船的实际运动是水平向左的运动,它的速度v_x产生两个效果:一是使绳子OP段缩短;二是使OP段绳与竖直方向的夹角减小,所以船的速度v_x应有沿OP绳指向O的分速度v_o和垂直OP的垂直的分速度。

v_x=v_o/cosa【答案】由运动的分解可求得,a角逐渐变大,可得v_x是逐渐变大的,所以小船做的是变加速运动,且v_x=v_o/cosa 故选A。

【类题总解】应牢记速度分解的原则:分解实际速度;分解时可以采用假设法,来确定物体实际参与的分运动。

【例4】河宽d=100m,水流速度v_1=3m/s,船在静水中的速度是4m/s。求:

(1)欲使船渡河时间最短,船应怎样渡河?最短时间是多少?船经过的位移多大?

(2)欲使船航行距离最短,船应怎样渡河?渡河时间多长?

【思路分析】当船与岸成θ角向对岸行驶时,如图5-2-8所示,设想河水不流动,船将沿与岸成θ角的方向以v_2速度做匀速直线运动.设想船不开动,船将顺水漂流,以v_1速度沿水流方向做匀速直线运动,可见,船渡河同时参与了"与河岸成θ角的匀速直线运动"和"顺水漂流"两个分运动,其合运动为沿v_1 、v_2矢量和的方向的匀速直线运动.由于分运动与合运动的等时性,船渡河的时间等于船与河岸成θ角方向上的匀速直线运动的时间.

【答案】

(1)设船与岸成θ角向对岸行驶,如图5-2-8所示,则当船行至对岸时:

s_2=d/sinθ,t=s_2/v_2 =d/(v_2 sinθ) .

当sinθ=1时,t最小,即船应沿垂直于河岸的方向渡河(如图5-2-9所示).